Question

【题目】某些氮的化合物是引起大气污染、水体污染和土壤污染原因之一。

I.汽车和工业废气中的氮氧化物是城市空气污染的主要来源。氮氧化物处理通常有下列途径：

（1）在汽车排气管内安装催化转化器，其反应为2NO(g) +2CO(g)= 2CO2(g) +N2(g)。

①该反应能够正向自发进行，则正反应的ΔH_________0（填“＞”或“＜”）。

②根据传感器记录某温度下，NO、CO的反应进程，测量所得数据绘制出图1。前1s内平均反应速率v(N2)=__________mol/(L·s)；第2s时的X值范围_________________________。

（2）烟气中的氮氧化物（NOx）可与甲烷在一定条件下反应转化为无害成分，从而消除污染。已知

反应	反应热（△H/kJ·mol-1）	平衡常数（K）
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）	a	K1
N2（g）+O2（g）═2NO（g）	b	K2

则CH4脱硝的热化学方程式为CH4(g) + 4NO (g)CO2(g) + 2N2(g) + 2H2O (l)ΔH=_________kJ/mol（用a、b表示）；平衡常数K3=_________（用K1、K2表示）。

II.氰化钠是一种重要的基本化工原料。“天津港”爆炸中，氰化钠产生泄漏，为了避免给土壤和水体带来污染，消防员通过喷洒双氧水来处理泄漏的氰化钠。

（3）已知：NaCN + H2O2+ H2O=NaHCO3+ NH3↑，用H2O2处理1mol NaCN时，反应中转移电子的物质的量为_________mol（NaCN中C为+2价）。

（4）某兴趣小组检测处理后的氰化钠废水是否达标。

已知：①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。

②Ag++2CN－= [Ag(CN)2]－，Ag++I－= AgI↓，AgI呈黄色，且CN－优先与Ag+反应。

③实验如下：取30.00mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中，并滴加几滴KI溶液作指示剂，用1.000×10－4mol/L的AgNO3标准溶液滴定，消耗AgNO3溶液的体积为1.50 mL。

④滴定终点的判断方法是_________。

⑤经计算处理后的废水中NaCN的浓度为_________mg/L(保留两位小数)，处理后的废水是否达到排放标准：________（填“是”或“否”）

III.工业废水中，含有NaNO2。NaNO2固体外观酷似食盐，误食会中毒。可用电解法将废水中少量的转化为N2以降低其危害。写出在酸性条件下转化为氮气的电极反应式为_____________。

Answer 1

【答案】＜ 2.7×10﹣4 25.2＜X＜30.6 a﹣2b 2 滴入最后一滴溶液，出现黄色沉淀，且半分钟内不消失 0.49 能 【答题空10】2NO2-+8H++6e-=N2+4H2O

【解析】

(1)①反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)能够自发进行，反应△S＜0，若满足△H-T△S＜0，必须△H＜0，故答案为：＜；

②一氧化氮的反应速率为v(CO)===5.4×10-3mol/(L·s)，同一化学反应同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以v(N2)=v(CO)=2.7×10-4mol/(L·s)；因为随着反应进行反应速率越来越小，所以第2S消耗的CO小于第1S的36-30.6=5.4，则第2s时的30.6＞x＞30.6-5.4=25.2，故答案为：2.7×10-4；25.2＜X＜30.6；

(2)①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) K1=，△H=akJmol-1；②N2(g)+O2(g)═2NO(g) K2=，△H=bkJmol-1；依据盖斯定律计算，①-②×2得到CH4脱硝的热化学方程式为CH4(g)+4NO(g)═CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l)△H=(a-2b)kJmol-1；K3==，故答案为：a-2b；；

(3)NaCN与双氧水反应为：NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑，反应中C元素化合价升高，被氧化，O元素化合价降低，被还原，处理1molNaCN，C元素化合价由+2价升高为+4价，则转移2mol电子；故答案为：2；

Ⅱ．④Ag+与CN-反应生成[Ag(CN)2]-，当CN-反应结束时，滴入最后一滴硝酸银溶液，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，且半分钟内不消失，说明反应到达滴定终点，故答案为：滴入最后一滴溶液，出现黄色沉淀，且半分钟内不消失；

⑤消耗AgNO3的物质的量为1.5×10-3L×0.0001mol/L=1.50×10-7mol，根据方程式Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-，处理的废水中氰化钠的质量为1.50×10-7mol×2×49g/mol=1.47×10-5g，废水中氰化钠的含量为=0.49mg/L＜0.50mg/L，处理后的废水达到达到排放标准，能排放，故答案为：0.49；能；

III.电解时，得电子的微粒在阴极上发生还原反应，电解亚硝酸根离子溶液时，阴极上亚硝酸根离子得电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2NO2-+8H++6e-=N2↑+4H2O，故答案为：2NO2-+8H++6e-=N2+4H2O。